DE102007039965A1

DE102007039965A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Blasfolien

Info

Publication number: DE102007039965A1
Application number: DE102007039965A
Authority: DE
Inventors: Norbert Berlage
Original assignee: Bischof and Klein SE and Co KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2027-08-24
Also published as: DE102007039965B4

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung von Blasfolien, bei dem aus einem Blaskopf (1) mit mindestens einem Extruder ein Folienschlauch (4) aus thermoplastischem Kunststoff kontinuierlich ausgegeben wird, wobei nahe dem Blaskopf (1) der Folienschlauch durch in und/oder auf dessen vorwiegend aufwärts weisende Bewegungsrichtung ringförmig ausgeblasene Luft gekühlt, über eine Flachlegung (5) mit Abquetsch- und Förderwalzen (7) zu einer doppellagigen Flachbahn abgezogen und anschließend aufgewickelt oder weiterverarbeitet wird, ist zur Reduzierung der Gefahr von Faltenbildungen und sonstigen Unregelmäßigkeiten in der Blasfolie mit praxisgerecht einfachen Mitteln in der Weise ausgestaltet, dass die Kühlung mittels Luft auf eine über der Erstarrungstemperatur der Folie liegende Zwischentemperatur eingestellt wird und dass der Folienschlauch (4) in einem oberen Bereich durch eine die Flachlegung umgebende Haube (6) thermisch abgeschirmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blasfolien nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung hierzu nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
Die Herstellung von Folien über Blasfolienschläuche, die dann vorwiegend in der Schlauchform aufgewickelt und zur späteren Weiterverarbeitung durch Aufschneiden der Schlauchfolie zu einer einlagigen Folie weiterverarbeitet werden, beinhaltet eine hoch entwickelte und kritische Fertigungstechnik. Dabei wird aus einem Blaskopf mit zumindest einem Extruder ein Schlauch erweichten thermoplastischen Kunststoffmaterials nach oben hin ausgebracht, durch innenseitig eingeblasene Luft mit leichtem Überdruck aufgeweitet und mit Abstand darüber einer Flachlegeeinrichtung zugeführt, bei der zunächst einmal die in dem Blasfolienschlauch enthaltene Stützluft durch Abquetsch-Walzen zurückgehalten wird, und in dem der aufgeweitete Blasfolienschlauch flachgelegt und weitergefördert wird, sei es zu einer Aufwickelvorrichtung oder sei es auch zur direkten Weiterverarbeitung. Mit der Aufweitung des Blasfolienschlauchs durch von innen eingeblasene Stütz- und Kühlluft und regel mäßig auch durch eine entsprechende Abzugskraft aus der Flachlegung bzw. Aufwicklung wird die Folie mono- bzw. bidirektional gestreckt. Dadurch wird allerdings auch die Handhabung der Folie bei der Flachlegung erschwert.
Noch kritischer ist, daß die Flachlegung selbst, insbesondere über eine kurze Laufstrecke hinweg, von der runden Querschnittsform zur flach doppellagigen Form führend, auf geometrisch bedingte Ungleichmäßigkeiten führt, die beim Aufwickeln oder Umlenken elastisch aufzufangen sind. Die damit einhergehenden Probleme verschärfen sich bei einem allgemeinen Trend zu immer dünneren und festeren Folien.
Die herkömmliche Technologie der Blasfolienfertigung sieht vor, daß der Blasfolienschlauch auf einer bis zur Flachlegung führenden Kühlstrecke von innen durch die Kühl- und Abstützluft und regelmäßig auch von außen durch aufgeblasene Kühlluft kontinuierlich bis unter die Einfriergrenze (Frostzone) runtergekühlt wird und den Kristallitschmelzpunkt unterschreitet, so daß die gewünschten Schlauchabmessungen bereits vor den Abquetschwalzen fixiert sind. Damit sollte grundsätzlich sichergestellt werden, daß die Folie im Einlaufbereich zu den Abquetschwalzen und ggf. Umlenkwalzen keinen Verformungen mehr unterliegt. Für die Querschnittsumformung des Blasfolienschlauches sind dabei reibungsarme, beiderseitige Führungsflächen zur Flachlegung entwickelt worden, die sich ggf. an zylindrische Kalibriereinrichtungen für den zunächst rund aufgeblasenen Folienschlauch anschließen können. Dabei hat es auch schon Vorschläge gegeben, im Bereich der Flachlegung Luft zwischen Gleitflächen und Blasfolie einzublasen, die nicht nur die Reibung an den Gleitflächen mindert, sondern auch zur gezielten Temperaturabsenkung hilfreich sein kann.
Gleichwohl haben diese aufwendigen Systeme die Probleme bei vielen thermoplastischen Materialien in der Blasfolienfertigung nur unzulänglich beheben können. Insbesondere bei dünnen und festen Folien treten leicht Faltenbildungen ein, mit denen die Weiterverarbeitung zumindest gestört, wenn nicht unmöglich wird. Auch Abhilfemaßnahmen, die fertigen Folienbahnen etwa nach dem Aufschneiden zu erwärmen und dann faltenfrei zu ziehen bzw. aufzuwickeln, sind überaus zeit- und kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Blasfolien und eine diesbezügliche Vorrichtung mit Mitteln zu schaffen, die die Gefahr von Faltenbildungen und sonstigen Unregelmäßigkeiten in der Blasfolie zu verringern erlauben, und die mit praxisgerecht einfachen Mitteln einzurichten und zu handhaben sind.
Diese Aufgabe wird mit einem vom Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgehenden Verfahrens durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 sowie mit einer vom Oberbegriff des Anspruchs 4 ausgehenden Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung bricht mit der herkömmlichen Grundauffassung, daß die Folie vor der Flachlegung und weiteren mechanischen Handhabung erstarrt sein müßte. Vielmehr zielt sie darauf ab, der Folie eine Verformbarkeit bis zu den Ab quetsch-, Förder- und Umlenkwalzen zu erhalten, mit der die geometrisch systembedingten Ungleichmäßigkeiten beim Aufwickeln des Folienschlauches von der Folie selbst noch aufzunehmen sind. Dies wird dadurch erreicht, daß die Folie nicht bis zur Erstarrung heruntergekühlt sondern noch oberhalb der Kristallitgrenze gehalten wird.
Die besondere Wärmebehandlung kann dabei mit einfachen Mitteln in Form einer Haube erzielt werden, die eine Temperaturhaltung bewirkt und hierbei zumindest weitgehend auf komplizierte Lufttemperierungen bei gesondert im oberen Blasfolienbereich aufgeblasener Luft zu verzichten gestattet. Die Grundkonstruktion ist mit einer entsprechenden Wärmestau-Haube überaus einfach aber wirkungsvoll vorgegeben. Von dieser ausgehend, lassen sich zwar bedarfsweise immer noch Regelungen installieren, mit denen etwa durch Austrittsöffnungen die Temperatur innerhalb der Haube in der die warme Folie begrenzt und auch die nach oben mitlaufende, an der Folie inzwischen erwärmte Kühlluft eine Gleichgewichtstemperatur annimmt. Grundsätzlich ist es auch möglich, in die Haube auch noch gezielt über verteilt angeordnete Düsen oder Ringdüsen Luft einzuspeisen oder durch entsprechend verteilte Öffnungen aus dieser abzusaugen. Die Basiskonstruktion mit einer Haube anstelle der bisher üblichen oben offenen und freien Luftführungen stellt sich grundsätzlich als einfach dar.
Die Maßnahme ist auch wirkungsvoll. Die Gefahr von Faltenwürfen läßt sich für eine große Zahl von Materialien für Blasluftfolien weitestgehend ausräumen. Die ver formbare Folie erzielt auch beim Aufwickeln eine gute Flachlage, die nicht durch innere Verspannungen der Folie beeinträchtigt wird.
Soweit hier Austrittsöffnungen gegen Wärmestau in der Haube vorgesehen werden, sind diese vorzugsweise verstellbar ausgebildet und können auch durch eine Regelung automatisch verstellbar ausgebildet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. In der einzigen Figur der Zeichnung wird eine Vorrichtung zum Herstellen von Blasfolien mit einem Extruder und einer Flachlegeeinrichtung veranschaulicht.
Eine in 1 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von Blasfolien umfaßt einen Blaskopf 1 für thermoplastischen Kunststoff mit einem oder mehreren (nicht dargestellten) Extrudern einer (nicht dargestellten) Ringdüse und einer Kühl- und Stützluftzuführung 3, mit der ein Folienschlauch 4 nach dem Austritt aus der Ringdüse aufgeweitet und zunächst zylinderförmig nach oben geführt wird. Die dabei mit einem leichten Überdruck in den Folienschlauch hineingebrachte Kühl- und Stützluft kann durch Einlaß- und Auslaßöffnungen laufend ausgetauscht werden, um Kühlluft zuzuführen und erwärmte Luft abzuführen. Der Folienschlauch 4 wird in herkömmlicher Weise einer Flachlegung 5 mit zusammenlaufenden Schrägflächen zugeführt, die auf ein Paar von Abquetschwalzen 7 hin zusammenlaufen, um den Folienschlauch zwischen diesen flach doppellagig zusammenzulegen. Nach den Abquetschwalzen 6 verläuft der Folienschlauch flach um eine Umlenkrolle 8, der dann weitere Umlenkrollen folgen können (nicht abgebildet), bis die Folie auf eine Aufwickelrolle aufläuft oder aber direkt einer weiteren Verarbeitung, meist unter Auftrennung und Ausbreitung des aufgetrennten Folienschlauchs zu einer einfachen Flachfolie zugeführt wird.
Der Folienschlauch 4 kann in seinem zunächst zylindrischen Bereich in bekannter Weise von außen durch einen Kalibierkorb (nicht dargestellt) stabilisiert sein.
In seinem unteren zylindrischen Bereich wird der Folienschlauch 4 auch in herkömmlicher Weise von außen durch Kühlluft aus einer Kühlluftzuführung 9 (als Pfeile dargestellt) gekühlt.
Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung weiterhin mit einer (Wärmestau-)Haube 6 ausgestattet, die den Bereich der Flachlegung 5 umgibt und Luft auffängt, die als erwärmte Kühlluft mit dem Folienschlauch 4 aufsteigt bzw. mitgerissen wird.
Der mit der Haube 6 erzielte Wärmestau bewirkt, daß der Folienschlauch 4 weder durch die mitlaufende Kühlluft noch gar durch zusätzliche Blasluft unter seine Kristallitgrenze gekühlt wird, vielmehr noch eine gewisse Verformbarkeit im plastischen Zustand behält. Diese Verformbarkeit hat sich als überaus wertvoll beim Flachlegen herausgestellt, wenn nämlich die Geometrie des zylindrischen Folienschlauches einerseits und des flachgelegten Folienschlauchs zwischen den Abquetschwalzen 7 andererseits Längsverschiebungen bewirken, die generell und nicht nur bei den besonders kritischen Fall dünner, hochfester Folien Ursache für Faltenbildungen sind.
Der obere Abschluß der Haube 6, etwa gegenüber den Paar von Abquetschwalzen 7, ist ohne Aufwand nicht hermetisch herbeizuführen. Dies ist auch nicht anzustreben, da durchaus noch eine Abgabe von angestauter Luft aus der Haube 6 wünschenswert ist. In diesem Bereich sind neben den Öffnungen für den Schlauch auch weitere Austrittsöffnungen vorgebbar, die einen Austritt von gestauter Warmluft ermöglichen und die dann von Hand oder mittels einer Temperaturregelung innerhalb der Haube 6 auch regelnd verstellbar sein können.
Die erfindungsgemäße Lösung hat ihre Vorteile nicht nur in der Verbesserung der Blasfolien in Bezug auf einen faltenfreien Ausstoß, der für viele Anwendungsfälle unabdingbar ist, hat auch den Vorteil, daß eine solche Vorrichtung mit vergleichsweise geringem Aufwand zu erstellen ist und komplizierte und gerätetechnisch aufwendige Kühlluftinstrationen und -regelungen, wie sie auf diesem Gebiet angestrengt werden, weitgehend erspart. Darüber hinaus hat eine solche Haube den energetischen Vorteil geringen Luft- und Wärmeverbrauchs.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Blasfolien, bei dem aus einem Blaskopf (1) mit mindestens einem Extruder ein Folienschlauch (4) aus thermoplastischem Kunststoff kontinuierlich ausgegeben wird, wobei nahe dem Blaskopf (1) der Folienschlauch durch in und/oder auf dessen vorwiegend aufwärts weisende Bewegungsrichtung ringförmig ausgeblasene Luft gekühlt, über eine Flachlegung (5) mit Abquetsch- und Förderwalzen (7) zu einer doppellagigen Flachbahn abgezogen und anschließend aufgewickelt oder weiterverarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung mittels Luft auf eine über der Erstarrungstemperatur der Folie liegende Zwischentemperatur eingestellt wird und daß der Folienschlauch (4) in einem oberen Bereich durch eine die Flachlegung umgebende Haube (6) thermisch abgeschirmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Haube (6) aufgefangene und gestaute Luft über stellbare Öffnungen aus der Haube (6) abgelassen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen mit einer Temperaturregelung verstellt werden.
Vorrichtung zur Herstellung von Blasfolien mit einem Blaskopf (1) mit mindestens einem Extruder mit ringförmiger Austrittsdüse und innenliegender Luftzuführung (3) für Stütz- und Kühlluft für einen extrudierten und aufgeblasenen Folienschlauch (4) und einer von außen auf den Folienschlauch gerichteten Kühlluftzuführung, sowie einer Flachlegeeinrichtung (5) mit einem Abstand oberhalb des Blaskopfs (1) mit Abquetschwalzen (7) zum Rückhalten der Stützluft im Folienschlauch (4), dadurch gekennzeichnet, daß die Flachlegeeinrichtung (5) von einer Haube (6) umgeben ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (6) zumindest eine Austrittsöffnung in einem oberen Bereich für den Abzug von Luft aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, die Austrittsöffnung zumindest zum Teil stellbar ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung im Bereich der Abquetschwalzen (7) ausgebildet ist.